Kompleksowe rozwiązania realizacji głębokich wykopów na przykładzie realizacji Keller Polska w Gdyni

Gdynia to jedno z najprężniej rozwijających się miast w Polsce. W ostatnich latach realizowanych jest tam wiele inwestycji, zarówno mieszkaniowych jak i biurowych. Dostępność terenów niewymagających złożonych robót geotechnicznych jest coraz mniejsza. Takie sytuacje wymuszają na inwestorach zakup działek o dużo większych wymaganiach – o bardziej złożonej geometrii, trudniejszych warunkach gruntowych i w lokalizacjach, które pod względem deweloperskim są niezwykle atrakcyjne, lecz jednocześnie stanowią duże wyzwanie na etapie realizacji samej inwestycji.

Dziś budowa nowego obiektu w ścisłej zabudowie miejskiej, w bezpośrednim sąsiedztwie budynku zabytkowego lub znajdującego się w złym stanie technicznym, nie jest już sytuacją zadziwiającą czy sporadyczną. Przechadzając się ulicami nowoczesnych miast obserwujemy zróżnicowanie tkanki miejskiej, gdzie bryły nowoczesnych wieżowców przeplatają się z budynkami, które mają już swoją historię.

Gdynia, jak większość miast w Polsce, boryka się z problemem zbyt małej liczby miejsc parkingowych, zwłaszcza w ścisłym centrum. Każdy potencjalny nabywca mieszkania lub najemca obiektu biurowego chciałby mieć do dyspozycji miejsce parkingowe w garażu podziemnym.

Chcąc sprostać wymaganiom rynku, codziennością inwestorów stały się realizacje z parkingami podziemnymi, a co za tym idzie, konieczność wykonania głębokiego wykopu. Na tym etapie rozpoczyna się kompleksowe wsparcie geotechniczne firmy Keller Polska.
Wykonywanie głębokiego wykopu w mieście silnie zurbanizowanym, takim jak Gdynia, oraz w wymagających warunkach gruntowo-wodnych (wysoko położone zwierciadło wody gruntowej oraz brak gruntów słabo przepuszczalnych występujących na racjonalnej pod względem ekonomicznym głębokości) stanowi nie lada wyzwanie inżynierskie i technologiczne.

W takich przypadkach niezawodnym rozwiązaniem jest pakiet produktowy, jakim dysponuje Keller Polska, czyli obudowa głębokiego wykopu w postaci ścian szczelinowych oraz pozioma przesłona przeciwfiltracyjna wykonywana w technologii Soilcrete® (jet-grouting).
Ściany szczelinowe pełnią trojaką funkcję w tej sytuacji:
• zabezpieczają stateczność ścian głębokiego wykopu, gwarantując odpowiednią sztywność jego obudowy
• ograniczają napływ wód gruntowych do wnętrza wykopu oraz
• pełnią funkcję docelowych ścian zewnętrznych konstrukcji podziemia budynku.

Pozioma grawitacyjna przesłona przeciwfiltracyjna, wykonana w technologii Soilcrete® (jet-grouting), ogranicza napływ wód gruntowych do wnętrza wykopu na etapie realizacji części podziemnej budynku oraz zapewnia stateczność dna wykonanego wykopu fundamentowego.

Słowo grawitacyjna odnoszące się do poziomej przesłony przeciwfiltracyjnej oznacza, że wykonuje się ją na głębokości zapewniającej zrównoważenie sił wyporu wody poprzez ciężar samej przesłony oraz ciężar zalegającego na niej gruntu. W sytuacji, w której wykonanie takiej przesłony jest technicznie możliwe, to jest to rozwiązanie najbardziej zasadne pod względem ekonomicznym.

Pozioma przesłona przeciwfiltracyjna w połączeniu z obudową wykopu w postaci ścian szczelinowych jest rozwiązaniem umożliwiającym wykonanie wykopu na sucho po właściwym obniżeniu zwierciadła wody gruntowej jedynie wewnątrz obrysu ścian szczelinowych. Jej wykonanie dodatkowo zapewnia brak wpływu odwodnienia na sąsiednie obiekty.

W artykule prezentujemy przykłady gdyńskich realizacji Keller Polska z wykorzystaniem pakietu ściana szczelinowa i pozioma przesłona przeciwfiltracyjna Soilcrete® (jet-grouting).

Budowa na skrzyżowaniu ulic Żeromskiego i św. Wojciecha – „Awanport”

Pierwszą prezentowaną inwestycją wykonaną w technologii łączonej – ściana szczelinowa i pozioma przesłona przeciwfiltracyjna, jest inwestycja „Awanport”. Prace geotechniczne realizowane były na przełomie 2017 i 2018 roku. W śródmiejskiej zabudowie, u zbiegu ul. Żeromskiego i św. Wojciecha powstał budynek mieszkalno-usługowy o jednej kondygnacji podziemnej. Głębokość projektowanego garażu podziemnego pozwoliła na zaprojektowanie wspornikowych ścian szczelinowych, jednak lokalnie, na potrzeby wykonania w dnie wykopu przegłębień, zastosowano poziomą tymczasową konstrukcję rozparcia stalowego. Pozioma przesłona przeciwfiltracyjna wykonana na głębokości około 10 m poniżej poziomu terenu spełniła swoje zadanie i wraz ze ścianami szczelinowymi ograniczyła napływ wód gruntowych do wykopu. Pozwoliło to na bezproblemową realizację podziemia budynku.

Fot. 1. Budowa na skrzyżowaniu ulic Żeromskiego i św. Wojciecha w Gdyni: u góry widok wykopu po wykonaniu warstwy chudego betonu; na dole widok wykopu po wykonaniu warstwy chudego betonu wraz z wizualizacją krawędzi ścian szczelinowych (białe linie) oraz poziomej przesłony przeciwfiltracyjnej wykonanej w technologii Soilcrete® (bryła w kolorze zielonym).

Budowa „Nova Żeromskiego”
Była to realizowana w 2018 roku, ponadprzeciętnie mała budowa (jak na realizacje w technologii ścian szczelinowych) położona w Śródmieściu i stanowiąca wyzwanie również pod względem logistycznym. Ze względu na bliskość sąsiedniej zabudowy mieszkalnej oraz konieczność optymalnego wykorzystania przestrzeni użytkowej garażu podziemnego, na części zakresu wykonano obudowę w postaci ściany szczelinowej o grubości 50 cm, którą po zakończeniu stano „zero” należało skuć do oczekiwanej przez architekta grubości. Gabaryty koszy zbrojeniowych dostosowano do planowanych zabiegów oraz do wymogów technologicznych.

Ponownie rozwiązanie łączące ściany szczelinowe i poziomą przesłonę przeciwfiltracyjną okazało się skuteczne i pomimo trudności logistycznych, związanych z lokalizacją oraz rozmiarem działki, prace udało się wykonać w zakładanym terminie.

Fot. 2. Budowa przy ul. Żeromskiego 5 w Gdyni: u góry widok wykopu po wykonaniu warstwy chudego betonu; na dole widok wykopu po wykonaniu warstwy chudego betonu wraz z wizualizacją krawędzi ścian szczelinowych (białe linie) oraz poziomej przesłony przeciwfiltracyjnej wykonanej w technologii Soilcrete® (bryła w kolorze zielonym)

Budowa „Bank Polski 1929”

Kolejnym przykładem realizacji głębokiego wykopu w zwartej zabudowie miejskiej jest inwestycja o nazwie „Bank Polski 1929” zlokalizowana przy ul 10 Lutego 22 w centrum Gdyni, w pobliżu Dworca Głównego.

W bezpośrednim sąsiedztwie zabytkowego czterokondygnacyjnego gmachu Banku Polskiego, na zlecenie Moderna Holding, wykonano ścianę szczelinową o grubości 60 cm, będącą obudową głębokiego wykopu oraz docelową żelbetową ścianą dwukondygnacyjnego garażu podziemnego. Stateczność ścian szczelinowych została zapewniona poprzez zastosowanie tymczasowej stalowej konstrukcji rozparcia w dwóch poziomach. W celu ograniczenia napływu wód gruntowych do wnętrza wykopu przez jego dno, wykonano poziomą przesłonę przeciwfiltracyjną na całym zakresie wykopu.

Ze względu na bezpośrednią bliskość zabytkowego gmachu Banku Polskiego, przy budynku zaprojektowano długości sekcji ścian szczelinowych zapewniające zachowanie stateczność ścian wykopu szczelinowego, a co za tym idzie, minimalizujące osiadania technologiczne obiektu.

Obecnie trwają prace związane w wykonaniem żelbetowej konstrukcji części naziemnej budynku.

Fot. 4. Budowa przy ul. 10 Lutego 22 w Gdyni – widok z okna Budynku Banku Polskiego: u góry widok na plac budowy, głębiarkę oraz zaplecze technologiczne; na dole widok na plac budowy, głębiarkę oraz zaplecze technologiczne wraz z wizualizacją przebiegu w planie obudowy wykopu wykonywanej w technologii ścian szczelinowych (granatowa linia).

Podsumowanie

Wykonanie głębokiego wykopu w złożonych warunkach gruntowo-wodnych w zwartej zabudowie miejskiej, dzięki zastosowaniu kompleksowego rozwiązania w postaci pakietu ściana szczelinowa i pozioma przesłona przeciwfiltracyjna Soilcrete®, pozwala na sprawną i bezpieczną realizację „na sucho” zarówno robót ziemnych jak i żelbetowych podziemnej części obiektu.

Taka realizacja minimalizuje oddziaływanie odwodnienia budowy na otoczenie – brak nadmiernego osiadania, a jednocześnie zapewnienie stateczności dna wykopu.

Dzięki zastosowaniu obudowy głębokiego wykopu o wysokiej sztywności – odpowiedniej grubości ściany szczelinowej oraz odpowiedniego systemu jej podparcia (stropy rozporowe, tymczasowa stalowa konstrukcja rozparcia lub kotwy gruntowe), jesteśmy również w stanie ograniczyć do minimum przemieszczenia obudowy, a co za tym idzie wpływ realizacji głębokiego wykopu na często silnie zurbanizowane otoczenie.